2023學(xué)年完整公開課版正交實(shí)驗(yàn)法

北京電子科技職業(yè)學(xué)院正交實(shí)驗(yàn)法正交實(shí)驗(yàn)用例設(shè)計(jì)法，是由數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科中正交實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)化出的一種測試多條件多輸入的用例設(shè)計(jì)方法正交實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)迦羅瓦理論導(dǎo)出的“正交表”，合理安排試驗(yàn)的一種科學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是研究多因子（因素）多水平（狀態(tài)）的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。它是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正交性從全面試驗(yàn)數(shù)據(jù)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種基于正交表的、高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法正交實(shí)驗(yàn)法通常把所有參與試驗(yàn)、影響試驗(yàn)結(jié)果的條件稱為因子，影響試驗(yàn)因子的取值或輸入稱為因子的水平（部分書籍將因子稱為因素，水平稱為狀態(tài)）正交試驗(yàn)方法與傳統(tǒng)的測試用例設(shè)計(jì)方法相比，利用數(shù)學(xué)理論大大減少了測試組合的數(shù)量同時(shí)使用正交實(shí)驗(yàn)方法，因?yàn)榭紤]到參與因子“整齊可比、均勻分散”的特性，保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)因子及其取值都能參與實(shí)驗(yàn)，減少了人為測試習(xí)慣導(dǎo)致覆蓋率低及冗余測試用例的風(fēng)險(xiǎn)正交實(shí)驗(yàn)法整齊可比在同一張正交表中，每個(gè)因子的每個(gè)水平出現(xiàn)的次數(shù)完全相同。在實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)因子的每個(gè)水平與其他因子的每個(gè)水平參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)率完全相同，這就保證在各個(gè)水平中最大限度地排除了其他因子水平的干擾均勻分散在同一張正交表中，任意兩列（兩個(gè)因子）的水平搭配（橫向形成的數(shù)字對(duì)）出現(xiàn)的次數(shù)完全相同，這就保證了實(shí)驗(yàn)條件均衡地分散在因子水平的完全組合之中正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)于軟件測試而言，因子即是被測對(duì)象所需的測試輸入，水平即每個(gè)輸入的取值下面通過具體案例介紹正交實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)際測試用例設(shè)計(jì)活動(dòng)中的應(yīng)用界面中的查詢功能包含客戶姓名、聯(lián)系電話、通信地址等3個(gè)查詢字段，每個(gè)查詢條件有輸入數(shù)據(jù)和不輸入兩種情況正交實(shí)驗(yàn)法如果從全排列角度考慮，條件取值的組合共有8種情況，即最少需要設(shè)計(jì)8條用例進(jìn)行覆蓋，但如果測試條件增加，用例數(shù)將會(huì)無比龐大，測試效率無法保證如果從以往的測試經(jīng)驗(yàn)來看，可測試兩種情況，即3個(gè)查詢字段都不輸入和都輸入的情況但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)施測試，則可能因?yàn)闇y試工程師的喜好，造成測試遺漏，而采用正交實(shí)驗(yàn)方法，則可降低此類風(fēng)險(xiǎn)正交實(shí)驗(yàn)法使用正交實(shí)驗(yàn)方法的步驟如下：分析需求獲取因子及水平根據(jù)被測對(duì)象的需求描述，獲取輸入條件及每個(gè)條件可能的取值，如果取值較多，可使用等價(jià)類及邊界值方法先優(yōu)化例如示例圖中的查詢功能可以確定的因子數(shù)為3，每個(gè)因子從輸入和不輸入兩種情況考慮，則水平為2正交實(shí)驗(yàn)法根據(jù)因子及水平數(shù)選擇正交表由步驟（1）分析得知，被測對(duì)象可能所需的正交表為3因子2水平，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)書籍及正交實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站查找得知有恰好符合3因子2水平的正交表ExperimentNumberColumn1231111212232124221正交實(shí)驗(yàn)法替換因子水平，獲取實(shí)驗(yàn)次數(shù)將輸入項(xiàng)及取值替換到正交表中，獲取實(shí)驗(yàn)次數(shù)，替換后的表格如下圖所示實(shí)驗(yàn)次數(shù)輸入條件客戶姓名聯(lián)系電話通信地址1輸入輸入輸入2輸入不輸入不輸入3不輸入輸入不輸入4不輸入不輸入輸入正交實(shí)驗(yàn)法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)次數(shù)正交實(shí)驗(yàn)畢竟是通過數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出來的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，保證了每個(gè)參與實(shí)驗(yàn)因子的水平取值均勻分布在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，并不能全部代表業(yè)務(wù)的實(shí)際情況，所以一般仍需要根據(jù)測試經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充一些用例實(shí)驗(yàn)次數(shù)輸入條件客戶姓名聯(lián)系電話通信地址1輸入輸入輸入2輸入不輸入不輸入3不輸入輸入不輸入4不輸入不輸入輸入5不輸入不輸入不輸入正交實(shí)驗(yàn)法細(xì)化輸出測試用例根據(jù)優(yōu)化后的正交表，每行一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)成一條測試規(guī)則，在此基礎(chǔ)上利用等價(jià)類及邊界值方法細(xì)化測試用例通過使用正交試驗(yàn)方法，將全排列測試方法得到的8條用例，減少至5條，在測試用例數(shù)量減少的情況下，同樣可以保證測試效果如果將正交試驗(yàn)方法應(yīng)用在一個(gè)11因子2水平的案例中，則能夠更加明確的體會(huì)到這種方法的優(yōu)勢，最終將全排列測試方法的2048條用例減少到只需要20、30條用例即可正交實(shí)驗(yàn)法在使用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)用例時(shí)，通?？赡軙?huì)遇到以下幾種情況：測試輸入?yún)?shù)個(gè)數(shù)及取值與正交實(shí)驗(yàn)表的因子數(shù)剛好符合分析被測對(duì)象的需求后，提取的測試輸入?yún)?shù)及取值恰好等于正交表的因子及水平數(shù)時(shí)，可直接套用該表，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充用例即可測試輸入?yún)?shù)個(gè)數(shù)與正交實(shí)驗(yàn)表的因子數(shù)不符合如果測試輸入?yún)?shù)個(gè)數(shù)大于或小于正交實(shí)驗(yàn)表的因子數(shù)時(shí)，選擇正交表中因子數(shù)大于輸入?yún)?shù)的正交表，多余的因子可拋棄不用正交實(shí)驗(yàn)法測試數(shù)據(jù)參數(shù)取值個(gè)數(shù)與正交實(shí)驗(yàn)的水平數(shù)不符合如果測試輸入?yún)?shù)的取值個(gè)數(shù)大于或小于正交實(shí)驗(yàn)表的水平數(shù)時(shí)，選擇正交表中因子及水平數(shù)均大于輸入?yún)?shù)且總實(shí)驗(yàn)次數(shù)最少的正交表，多余的因子可拋棄不用，多余的水平可均分參與實(shí)驗(yàn)案例剖析正交實(shí)驗(yàn)法圖中所示的查詢功能，共有卡號(hào)、卡號(hào)所屬地區(qū)、卡狀態(tài)、用戶姓名、開戶年月等5個(gè)查詢條件假設(shè)針對(duì)每個(gè)查詢條件僅設(shè)定輸入條件或不輸入條件兩種情況，則可確定該功能使用的正交表大概是5因子2水平，但實(shí)際上沒有剛好相符的5因子2水平正交表，僅有3因子2水平、7因子2水平、11因子2水平等正交表，此時(shí)要選擇因子數(shù)稍大于輸入?yún)?shù)個(gè)數(shù)，且實(shí)驗(yàn)次數(shù)最少的正交表，也就是7因子2水平的正交表正交實(shí)驗(yàn)法因?yàn)檎粚?shí)驗(yàn)方法能借助于正交實(shí)驗(yàn)表快速得到測試組合，通常用在組合查詢、兼容性測試、功能配置等方面，因此在軟件